COLEGIO PREPARATORIO DE ORIZABA

 Laboratorio de Física

MAGNITUDES FUNDAMENTALES DERIVADAS

TRANSFORMACIÓN DE UNIDADES

Práctica No. 1

Integrantes:

Arias Román Rebeca Donaji

Damián Torres Sergio Antonio

Hernández Vásquez  Hebert Josue

Ortega Charqueño Karen Adriana

Ramos Moreno Karla Daniela

Saldierna Mendoza José

Catedrático y asesor: Martha Patricia Osorio Osorno

Orizaba; Ver. a 17 de septiembre del 2014

Material:

No biológico:    

• Libreta
• Lápiz
• Un carrito de juguete  
• Regla o metro
• Cronómetro 
• Calculadora científica 

Objetivo:

Trabajar con la aplicación de las magnitudes fundamentales y derivadas, y su aplicación en los métodos directos e indirectos.

Técnica

1.       Se obtuvo el peso de cada uno de mis compañeros de equipo. Utilizando la fórmula

w  = (m) (g)

Donde

g = 9.819 m/s²

2.       Obtuvimos el área de una libreta midiendo con la regla  el largo y el ancho de esta.

3.       También obtuvimos  el volumen de 4 libretas apiladas, medimos el grosor  y lo multiplicamos por el área que ya habíamos calculado.

4.       Impulsamos el carrito de juguete, con el cronómetro medimos el tiempo que estuvo en marcha, después con la regla medimos la distancia desde el punto de partida hasta donde se detuvo el carrito.

5.       Todos nuestros cálculos y resultados los anotamos en la libreta.

Generalidades:

Una magnitud física (también llamada cantidad o variable física), es cualquier propiedad física que

puede ser medida, cuantificada y expresada mediante un número o magnitud. 

Las magnitudes físicas pueden clasificarse en magnitudes fundamentales y magnitudes derivadas.

Las magnitudes fundamentales son llamadas así porque a partir de éstas es posible definir

(mediante leyes o fórmulas matemáticas) a las derivadas.

Por otra parte, las magnitudes derivadas son aquellas que se obtienen multiplicando o dividiendo

entre sí a las fundamentales; generalmente, estas magnitudes no se pueden medir directamente,

por lo cual se debe recurrir a fórmulas para determinar su valor numérico.

Magnitud Física	Unidad de Medida
Temperatura	grados centígrados
Tiempo	horas
Longitud	metros
Área	metros cuadrados

Magnitud física fundamental	Unidad fundamental	Símbolo
Longitud	Metro	m
Masa	Kilogramo	kg
Tiempo	Segundo	S
Intensidad de corriente eléctrica	Amperio o ampere	A
Temperatura	Kelvin Grado centígrado	K °C
Cantidad de sustancia	Mol	mol
Intensidad luminosa	Candela	cd

Unidades fundamentales, deben definirse por medio de patrones estandarizados e invariables.

Unidades derivadas, se definen por medio de relaciones matemáticas a partir de las unidades

fundamentales.

Tabla. Unidades derivadas con nombre propio 

Magnitud física derivada (símbolo de la magnitud)	Fórmula de la que se deriva	Nombre de la unidad	Expresada en unidades derivadas	Expresada en unidades fundamentales
Frecuencia(u˭)	ν= 1/ τ	Hertz Hz		s¯1
Fuerza (F) peso (w)	F = m ⋅ a P = m ⋅ g	Newton N		Kg•m• s¯²
Presión (P)	P = F / A	Pascal Pa	N•m¯²	Kg•m¯1• s¯²
Trabajo (W)	W = F ⋅d	Joule  J	N•m	Kg•m²• s¯²
Potencia (P)	P = W / t	Watt  W	J•s¯1	Kg•m²• s¯³

Tabla. Unidades derivadas sin nombre propio 

Magnitud física derivada (símbolo de la magnitud)	Fórmula de la que se deriva	Nombre de la Unidad	Símbolo de la Unidad Expresada en unidades fundamentales
Área (A)	A = l ⋅l	metro cuadrado	m²
Volumen (V)	V = l ⋅l ⋅l	metro cúbico	m³
Velocidad (→v ), rapidez (v)	v = d / t	metro por segundo	m•s¯1
Aceleración (→a )	→a = (Δ→v) / t	metro por segundo cuadrado	m•s¯²

Sistema MKS:

sistema de unidades que expresa las medidas. Las unidades se basan en metro, kilogramo y segundo.El sistema MKS sentó las bases para el Sistema Internacional de Unidades, que es el que ahora sirve como estándar internacional.

La Notación Científica nos ayuda a poder expresar de forma más sencilla aquellas cantidades numéricas que son demasiado grandes o por el contrario demasiado pequeñas.

Para la transformación de unidades podemos utilizar el análisis dimensional que nos permite simplificar el estudio en el que se estén involucradas varias magnitudes físicas en forma de variables independientes. Estudia la forma como se relacionan las magnitudes derivadas con las fundamentales. 

Resultados:

• Peso de cada uno.

Peso  w = (m) (g)
Rebeca	m =  58 kg	g = 9.819  m/s²	569.502 N
Sergio	m = 56 kg		549.864 N
Hebert	m = 57 kg		559.683 N
Karen	m = 63 kg		618.597 N
Karla	m = 54 kg		530.226 N
Jose	m = 70 kg		687.33   N

En esta imagen tomamos
la altura (h) de la libreta 

• Área de 4 libretas apiladas y volumen:

En estas imágenes se   observa cuando
se toman las medidas de base (b) y
ancho (a) de las libretas.

área 

A = b * h 

A= (20.2 cm)(26.2 cm) 

A= 529.24 cm²

A= 0.052924 m²

A= 5.2924 x 10˄¯²

Proceso de medición.

volumen

V= b*h*a

V= (20.2 cm)(26.2 cm)(4.5 cm)

V=(529.24 cm²)(4.5 cm)

V= 2381.58 cm³

V= 0.00238158 m³

V= 2.38158 x 10˄¯³

• Velocidad y aceleración de un carrito por impulso. 

Punto de partida del carrito.

Velocidad:

→v = d/ t 

d     = 132 cm                

t      = 0.39 s

Sustituimos:

 →v = 1.32 m / 0.39 s

 →v =  3.384  m/ s

El carrito es impulsado para que avance.

Aceleración:

→a = Δv / Δt 

→a = (vf - vi) / (tf - ti)

Sustituimos:

→a = (3.384 m/s - 0 m/s) / (0.39 s - 0 s)

→a = (3.384m/s) / (0.38s)

→a = 8.676 m/s²

Se mide la distancia recorrida.

Conclusiones:

En estos ejercicios aplicamos todos los conocimientos que teníamos acerca de las magnitudes fundamentales y derivadas, además de realizar transformaciones de unidades. 

Así mismo identificamos  si utilizamos el  método directo  o indirecto en la realización de las fórmulas. 

Sustituimos todas las fórmulas, en este caso era cuando se aplicaba la transformación de unidades porque debíamos trabajar con el sistema MKS. 

Todas las operaciones se realizaban fácilmente cuando ya tenias identificada la magnitud física con la que trabajarías y entendías el proceso que debías llevar a cabo correctamente.  

Con esta práctica se aplican los conocimientos básicos acerca de las magnitudes fundamentales y derivadas, así como la transformación de unidades que hemos visto en clase.

Biografía:

http://es.slideshare.net/wilquio/analisis-dimensional-concepto-y-reglas

SEV,Física I, Primera edición 2011, Veracruz, México, 2014.